Jak spočítat kroutící moment ASM, při snížení napájecího napětí?

[Miroš Jan]

Nevíte někdo, jak spočítat, o kolik procent se sníží kroutící moment, u 3 F asynchronního motoru, při snížení napájecího napětí, z hodnoty 3x500V na 3x400V?
Náš zákazník vlastní strojní zařízení, (brousí to vnitřní stěny válcových nádob, respektive to brousilo). Je to vyrobené cca 1975. Na štítku to má 3x500V/50 Hz/60A.
Přiznám se, že sem zatím nedokázal přesně spočítat, a ani jak, o kolik %,  se ten krouťák sníží.

[Miloslav Stehno]

Na cca 64%...
https://motor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1/5%20Asynchronni%20stroje%20SP1.pdf

[Jirka Údržbář]

Nový elektromotor na 400V se tam nevejde?

[Miroš Jan]

Celkem jsou tam 3 ks motorů. Jenom pohon brusky má možnost měnit motory od 4,5 kW do 11 kW. Jenomže navrhované řešení, dle předloženého projektu elektro, znamená celkový repas té brusky. Takže analýzu rizik, a vše co je s tím spojené. V podstatě vyrobit novou brusku.

[Fuk Tomáš]

Na cca 64%...
https://motor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1/5%20Asynchronni%20stroje%20SP1.pdf

Ne že bych byl nějaký superodborník na asynchronní stroje, ale ta úměra M~I² platí při konstantním skluzu. Ten skluz se ale s poklesem napětí zvětší,   což v konečném důsledku znamená,   že se pokles momentu částečně zkompenzuje a moment bude úměrný první mocnině proudu. Tedy při poklesu napětí z 500 V na 400 V poklesne moment (za chodu) na 80%.

[Miroš Jan]

Tak sem to vzdal.
Našel jsem toto:
Klesne-li napětí o 10%,   tj. Na 0,9 Un, sníží se záběrný moment Mz na hodnotu 0,92 Mzn = 0,81 Mzn, tedy o  19 %. U ASM zatěžovaných trvale na méně než 75 % dochází pak ke snižování účinnosti a ke zhoršování účiníku cos φ.
 

[Fuk Tomáš]

Ano, rozběhový moment klesne s kvadrátem napětí - v tomto okamžiku skluz nemá kam narůst, protože už je 100%.
Ale i moment zvratu klesne úměrně kvadrátu napětí, takže ano, máte recht, využitelný moment klesne úměrně kvadrátu napětí.

[Jan Yossarian]

Můj tip. Krouticí moment se sníží při snížení napětí z 500 V na 400 V přibližně o 36 %.

[Martin Kurka]

Asynchronní motor je konstruován na svoje optimum účinnosti při jmenovitém napětí.
Kotoučová bruska při úběru materiálu je spotřebič s prakticky konstantním zatěžovacím momentem.

Takže když se opřeme o reálné měření 4kW motoru s konstantním zatěžovacím momentem rovným jmenovitému a s podpětím 20%,         pak výsledek bude překvapivě jiný. Motor dá i při 20% podpětí správný moment, proud dost vzroste, výkon a otáčky klesnou a strmě se zhorší účinnost - motor dost topí.
Viz přiložené měření 4kW motoru měřeného v MEZ Mohelnice.

A protože 400V je také podpětí -20% z 500V, tak se přiložený graf dá přibližně použít i na náš případ.
Moment tedy bude stejný.

...Jenomže navrhované řešení, dle předloženého projektu elektro, znamená celkový repas té brusky. Takže analýzu rizik, a vše co je s tím spojené. V podstatě vyrobit novou brusku.

Nevím co navrhoval onen projekt, ale změna napětí  převinutím motorů a transformátorů řídících obvodů nemá vliv na strojní bezpečnost, takže bych viděl analýzu rizik jako marginální problém který si prakticky nevynutí žádné velké papírování a schvalování.
To spíš zprovoz při 20% podpětí natolik zdvihne proud motorem a jeho oteplení, že tam již ono riziko tak malé není a bude záležet jak je udělaná ochrana motoru proti nadproudu a přehřátí.

[Miroš Jan]

Pan projektant má v projektu motory s napětím 3 x 400 V.  Stávající motory prostě nebral v potaz. Ono je v tom projektu těch nedostatků vícero.

[Jirka Údržbář]

Jak píše pan Kurka.
Motory a ovládací trafo nechat převinout na 400V.

[Miroš Jan]

Tak 50 let staré motory nechat převinout?

[Jirka Údržbář]

Kam se hrabou nové optimalizované motory, které při jmenovitém proudu hřejí tak, že na nich skoro neudržíte ruku na 50 let staré bytelné motory.

[Miroš Jan]

Jo, to máš teda pravdu. Stará poctivá kovářská práce.
Poslední slovo má zákazník. Je to na něm.

[Jiří Kantner]

Tak 50 let staré motory nechat převinout?

Jistě, bude asi nejlevnější a nejspolehlivěj ší řešení.
1. žádné mechanické úpravy stroje
2. motory budou mít nové vinutí nejspíš i ve vyšší třídě tepelné odolnosti izolace.
3. Když už se na to sahá, tak i výměna ložisek.

Nic proti novým motorům ale ona deklarovaná vyšší účinnost funguje jen při optimálních provozních podmínkách, pokud nejsou splněny může nastat problém s teplotou. Ona ta účinnost nových strojů bude lepší než u starých to ano ale nevhodnou charakteristik ou zátěže je možné se dostat na hranici únosného tepelného namáhání. S nižší hmotností a menšími rozměry moderních motorů se také pojí nižší tepelná kapacita a menší chladící plocha.